En aquest post parlarem de la funció d’un interessant dispositiu regulador de voltatge: el LM337, que és bàsicament el dispositiu complementari negatiu per al popular LM317 IC .

Construït amb un voltatge negatiu de 3 terminals ajustable, aquest regulador pot subministrar convenientment al voltant d’1,5 A amb un rang de tensió de sortida d’1,2 V a -37 V.

És increïblement fàcil d’utilitzar i només necessita dues resistències externes per configurar la tensió de sortida. Altres funcions interessants, com ara la limitació de corrent interna, l’aturada tèrmica i la compensació d’àrea segura, fan que el LM337 sigui excepcionalment robust.

Aquest dispositiu s’adapta a les diverses aplicacions, inclosa la regulació de tensió local i a bord. A més, el LM337 es pot emprar per construir un regulador de sortida programable. Si connecteu una resistència permanent entre l’ajust i la sortida, el component electrònic es transforma en un regulador de corrent de precisió.

Com que és un dispositiu complementari per a l'IC LM317, que és un regulador de tensió positiu, els dos s'utilitzen sovint per fer molt versàtils fonts d'alimentació de regulador de doble tensió .

Principals característiques

Algunes de les principals característiques de l'IC LM337 són:

Un corrent de sortida 1,5 A addicional
Voltatge de sortida variable en el rang de -1,2 V i -37 V.
Protector de sobrecàrrega tèrmica incorporat
Curtcircuit incorporat, que limita el corrent i protegeix contra la calor.
Retorn de l'àrea segura del transistor de sortida
Una operació sense restriccions per a aplicacions d’alta tensió
Alleuja l’emmagatzematge de tensions permanents
Disponible en muntura superficial D.²PAK i típic paquet de transistors de 3 derivacions
Sense plom i compatible amb RoHS

Diagrama del circuit de tensió variable LM337

Detalls de pinout i funcionament

LM337 Valoració màxima absoluta

LM337 Característiques elèctriques

A les Característiques elèctriques dels escenaris de prova enumerats, es mostra el rendiment paramètric del producte, tret que es descrigui el contrari.

Hi ha algunes excepcions en què és possible que el rendiment del producte no es mostri a les característiques elèctriques, tal com es mostra a continuació.

T_baixfins a T_alt= 0 ° a 125 ° C, per a LM337T, D2T. T_baixfins a T_alt= -40 ° a + 125 ° C, per a LM337BT, BD2T.
Jo_màx= 1,5 A, P_màx= 20 W.
La càrrega i la regulació de la línia s’observen a una temperatura d’unió constant. Pot haver-hi un canvi a V_Oa causa de les implicacions de calefacció descrites a l'especificació de regulació tèrmica. Aquí s’utilitza una prova de pols de cicle baix.
C_adj, si s’aplica, s’uneix entre el passador d’ajust i el terra.
Es genera una corba de temperatura a la matriu si hi ha dissipació de potència dins d’un regulador de voltatge IC. Això afecta els components IC diferents de la matriu i els seus efectes es poden mitigar mitjançant un bon disseny de circuits i mètodes de distribució. L'efecte d'aquestes corbes de temperatura sobre la tensió de sortida es dóna segons la regulació tèrmica, ja que el percentatge de canvi de sortida per watt de potència varia en un interval especificat.
Com que l'estabilitat a llarg termini no es pot quantificar en tots els components abans de l'enviament, aquesta especificació serveix com a aproximació aproximada de l'estabilitat mitjana.

Funcionament i funcionament bàsic del circuit

El LM337 és un regulador flotant amb tres terminals. Bàsicament, funciona generant una referència precisa de -1,25 V (V_ref) entre la seva sortida i els terminals de regulació.

Aquesta tensió de referència es transforma en un corrent de programació (I_PROG) per R, com es mostra a la figura 17. Com a resultat, aquest corrent constant viatja a través de R2 des del terra.

L'equació següent descriu la tensió de sortida regulada:

V_fora= V_ref(1 + R2 / R1) + I_adjR2

El LM337 es pot utilitzar per regular el terminal d’ajust (I_adj) a menys de 100 µA i mantenir-lo constant, a causa del fet que el corrent que flueix a I_Adjpin significa un terme d'error a la fórmula anterior. Per tal d'implementar-ho, tot el corrent operatiu en estat d'inactivitat es torna a enviar al terminal de sortida.

Això obliga a necessitar un corrent de càrrega mínim. Tan bon punt el corrent de càrrega estigui a un nivell inferior a aquest mínim, la tensió de sortida augmentarà.

A més, com que el LM337 funciona com un regulador flotant, la característica més important que cal realitzar és el diferencial de voltatge a través del circuit. A més, també és crucial que es pugui aconseguir un funcionament a altes tensions respecte a terra.

Regulació de càrrega

L'IC LM337 és versàtil i proporcionarà una regulació de càrrega excel·lent, sempre que s'asseguri certes mesures preventives per obtenir el millor rendiment.

Un exemple és que la resistència de programació (R1) ha d’estar connectada el més a prop possible al xip regulador, per reduir les caigudes de tensió de línia que es poden unir fàcilment en sèrie amb el potencial de referència, afectant greument l’eficiència de la regulació.

El terminal de terra del R2 es pot retornar a prop de la terra de càrrega per permetre la detecció remota de terra i millorar la regulació de la càrrega.

Condensadors externs

Es recomana utilitzar un condensador de derivació d'entrada de tantal d'1,0 µF (C_in) per minimitzar la sensibilitat a la impedància de la línia d'entrada.

Podeu passar el terminal d’ajust a terra per millorar el rebuig de l’ondulació. Aquest condensador (C_adj) limita l’augment de l’ondulació a mesura que la tensió de sortida s’ajusta a nivells més alts.

L’ús d’un condensador de 10 µF pot millorar el rebuig d’ondulacions d’uns 15 dB a 120 Hz quan es treballa amb una aplicació de 10 V.

Una capacitat de sortida (C_O) és subministrat per un tàntal o un condensador electrolític d'alumini de 10 µF és obligatori per a l'estabilitat.

També és imprescindible triar qualsevol d’ells amb un valor ESR (Resistència de Sèrie Equivalent) no reduït.

Els condensadors de baixa ESR o condensadors amb un valor ESR baix i els condensadors ceràmics poden provocar inestabilitat o oscil·lacions permanents a l’aplicació.

Diodes de protecció

Si feu servir condensadors externs amb qualsevol IC de regulador, us recomanem que inclogueu diodes de protecció per evitar que els condensadors es descarreguin al regulador mitjançant punts de baixa intensitat.

Com es mostra a la figura anterior, el LM337 amb alguns díodes de protecció suggerits per a tensions de sortida superiors a -25 V o valors d’alta capacitat (C_O> 25 µF, C_Adj> 10 µF).

Diode D₁para C_Ode la descàrrega a través de l’IC en cas de curtcircuit d’entrada. Diode D₂protegeix el condensador C._Adjdescàrrega a través del CI quan es produeix un curtcircuit de sortida.